摘 要：針對河北省濱海地區(qū)夏玉米地土壤耕層變淺、病蟲草害嚴重的問題，以當?shù)亓晳T的耕作方式免耕作對照，設(shè)置深翻30 cm后旋耕（T1）、深松40 cm后旋耕（T2）、旋耕（T3）3種耕作方式，分析各處理對土壤水分及夏玉米生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，T1或T2處理均提高了土壤耕層含水量，其中以深松40 cm后旋耕保墑效果最佳；T1或T2處理均增大了玉米葉面積指數(shù)、穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，降低了空稈率，其中以播前深松40 cm后旋耕效果最佳。選用的3種耕作措施中，播前先深松40 cm再翻耕的耕作方式最適宜該地區(qū)。

關(guān)鍵詞：夏玉米；耕作方式；土壤水分；濱海地區(qū)

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.019

夏玉米免耕播種技術(shù)已在我國北方小麥玉米一年兩熟旱作區(qū)進行了大面積的推廣應用， 這對夏玉米搶時播種提高產(chǎn)量起到了積極作用[1]。但是，隨著免耕年限的增加，夏玉米地的澇害、草害、病蟲鼠害等日益嚴重。此外，免耕的同時伴隨著化肥多年過量施入，造成了土壤耕層越來越淺、犁底層厚且堅硬，保水能力下降，從而限制了作物產(chǎn)量的提高[2]。許多研究表明[3-8]，合理的耕作措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的持水性能，增加作物對水分及養(yǎng)分的吸收，有利于植物的生長發(fā)育。本研究針對河北省黃驊濱海地區(qū)玉米產(chǎn)區(qū)的實際情況，設(shè)置不同耕作方式，分析其對土壤水分、夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量等指標的影響，研究適合該地區(qū)比較科學有效的耕作方式。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

黃驊位于東經(jīng)117°05' ～117°49'，北緯38°09' ～ 38°39'，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)。因臨近渤海灣而略帶海洋性氣候特征，季風顯著。年平均降雨567.9 mm，雨熱同季，氣候溫和，無霜期210 d。

試驗設(shè)在黃驊市大賈鄉(xiāng)云莊村，該試驗地近20 年沒有進行深翻或深松，屬于濱海鹽化黏潮土區(qū)。土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為1.46，1.00，10.09 g·kg-1；速效氮、速效磷、速效鉀分別為98.91，6.90，154.51 mg·kg-1；有機質(zhì)含量為6.54 g·kg-1；全鹽含量為0.19%；pH值為7.77。

從2013 年開始，按照當?shù)馗髁晳T實施夏整地。試驗設(shè)深翻30 cm后旋耕（T1）、深松40 cm后旋耕（T2）、旋耕（T3）和免耕 （CK）共4個處理。大區(qū)設(shè)計，不設(shè)重復，每區(qū)面積為1 020 m2。

6月下旬播種，播種密度為4 800株·667m-2。播前條施復合肥30 kg·667 m-2作為底肥，于大喇叭口追施46%的尿素20 kg·667 m-2。玉米品種為鄭單958，玉米生育期間按當?shù)亓晳T進行田間管理。

1.2 測定項目及方法

在苗期、大喇叭口期、成熟期用ECA-SW1土壤水分測定儀測定0～100 cm土壤含水量，用ECA-YL01土壤緊實度儀測定0～40 cm土壤緊實度；苗期、大喇叭口、吐絲期、成熟期測玉米葉面積，計算葉面積指數(shù)；在苗期、大喇叭口、吐絲期、成熟期測定株高、穗位葉光合速率、干物產(chǎn)量；收獲時測定產(chǎn)量，每處理取3點，選取有代表性的5穗進行考種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對土壤水分狀況的影響

由圖1可知，在苗期，各土層T1、T2、T3處理均大于CK， T2處理的各土層的土壤含水量分別比CK 高7.1%，26.8%，21.8%，17%和26.2%，T1 處理相比CK 增加6.7%，18.6%，8.7%，9.5%和0.8%。

大喇叭口期正值高溫季節(jié)，是玉米需水的關(guān)鍵時期。各土層水分變化趨勢基本一致。根系較集中的0～40 cm土層土壤含水量依次為T2>T1>CK>T3，T2極顯著高于其他3個處理，較對照提高17.4%；41～60 cm土層，處理間差異較小，但T2稍低于其他3個處理，分析原因可能是T2處理利于玉米吸收利用水分。對于61～100 cm土層的土壤含水量，各處理之間差異不顯著。

成熟期土壤水分總體下降，這與當時的氣候環(huán)境和土壤狀況有關(guān)。在0～20 cm土層依次為T2>T1>T3>CK處理，3個處理的土壤含水量比對照分別提高16.03%，29.8%和13.74%。隨著土層的增加，土壤含水量逐漸升高，對于21～40 cm土層，T1、T2、T3處理分別比CK高11.57%，40.50%，22.3%；對于41～60 cm土層，各個處理分別比CK高19.8%，26.4%，15.3%；對于61～100 cm土層的土壤含水量，各處理與CK相近。

2.2 不同耕作方式對土壤緊實度的影響

土壤緊實度由土壤抗剪力、壓縮力和摩擦力等構(gòu)成，是土壤強度的一個合成指標。它主要決定于土壤質(zhì)地、容量和含水量。其中含水量的影響最大。土壤緊實度可預測土壤承載量、耕性和根系伸展的阻力。土壤緊實度的大小可影響作物根系的穿孔和生長，是一個重要的土壤物理特性指標，用于評價土壤耕性。緊實的土壤可阻止水分的入滲，降低化肥的利用率，影響植物根系生長，導致作物減產(chǎn)。

由表1可知，隨著玉米的生長，土壤的緊實度逐漸增大。但不同的耕作方式對土壤緊實度的影響不同。苗期土壤緊實度順序為T1

2.3不同耕作方式對玉米葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)（Leaf area index，簡稱LAI）是指單位面積上植物葉片的垂直投影面積的總和，不僅是進行生物量估算的一個重要參數(shù)，也是定量分析地球生態(tài)系統(tǒng)能量交換特性的重要參數(shù)，還是對農(nóng)作物產(chǎn)量估算的一個重要參數(shù)[9-10]。

從圖2可以看出，不同生育時期葉面積指數(shù)不同，從出苗到吐絲期葉面積指數(shù)不斷增大，從吐絲期到成熟期葉面積指數(shù)逐漸降低，整個生育期葉面積指數(shù)變化成倒U形曲線分布。

由表2可知，不同耕作方式對玉米葉面積指數(shù)的影響不同。在整個生育時期，T2處理葉面積指數(shù)最大，顯著高于對照。苗期和大喇叭口期，T2和T1、T3差異不顯著。到了吐絲期，葉面積指數(shù)順序為T2>T1>T3>CK，分別比CK增加13.6%，7.3%，1.5%；成熟期，葉面積指數(shù)的大小次序與吐絲期相同，T1、T2分別比CK高出9.04%，12.06%，T3與CK差異沒有達到顯著水平。說明深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進作用最大。

2.4 不同耕作方式對玉米株高的影響

株高是反映玉米生長狀況的一個有效指標。不同耕作方式對夏玉米株高的影響見表3。

在整個生育期內(nèi)，玉米植株高度的變化呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢，到了吐絲期，植株達到最大值，在成熟期株高略有下降，與先前他人的研究相同[11-15]。在4種不同的耕作方式下，旋耕對苗期株高的影響最大，顯著高于其他3個處理。但是，到了大喇叭口期以后，這4種整地方式對玉米株高的影響差異并沒有達到顯著水平。

2.5 不同耕作方式對植物干物質(zhì)積累的影響

由表4可知， 苗期干物質(zhì)量依次為T2=T3>T1=CK 處理，處理間相差較??；大喇叭口期干物質(zhì)量依次為T2>T1>T3>CK，干物質(zhì)量分別比CK高出80.4%、37%和17.4%；吐絲期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為CK>T1>T3>T2；成熟期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為T1>T2>T3>CK，分別比CK高26.7%，21.8%和20%，但T1和T2之間差異不顯著。

以上結(jié)果表明，秋季深松40 cm之后再旋耕一遍的耕作方式與其他處理相比，植株的整體素質(zhì)最好。

2.6 不同耕作方式對玉米產(chǎn)量及植株性狀的影響

試驗結(jié)果（表5）表明，深松40 cm后旋耕（T2）處理產(chǎn)量最高，達7 593.87 kg·hm-2，比CK（對照）提高29.53%，與其他幾個處理之間有顯著差異。4個處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為T2>T1>T3>CK。

各處理的成苗數(shù)比CK（免耕）分別高2.26%，12.43%，3.96%，總體趨勢是T2（深松40 cm后旋耕）>T3（旋耕） >T1（深翻30 cm后旋耕）>CK（免耕）；穗粒數(shù)表現(xiàn)為T1>T3>T2>CK，T2和T3之間差異不顯著；空稈率由小到大是T2

綜上所述，在環(huán)渤海雨養(yǎng)旱作區(qū)深翻、深松和旋耕均能提高夏玉米產(chǎn)量，但深松40 cm后旋耕這種耕作方式最有利于該地區(qū)夏玉米增產(chǎn)。

3 結(jié) 論

（1）在濱海旱作區(qū)，不同耕作方式的土壤保水能力和緊實度不同。深翻30 cm后旋耕和深松40 cm后旋耕均比當?shù)亓晳T性耕作方式—免耕提高了土壤蓄水能力，降低了土壤緊實度。在夏玉米根系分布密集的耕層中，以深松40 cm后旋耕這種耕作方式的保墑和降低緊實度效果最好。

（2）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進作用最大。

（3）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕處理不同程度地改善了玉米的產(chǎn)量性狀，增大了穗粒數(shù)、穗長和千粒質(zhì)量，降低了空稈率。其中，深松40 cm后旋耕的增產(chǎn)效果最明顯。試驗結(jié)果表明，從提高土壤保水能力、促進植株生長、增加玉米產(chǎn)量的角度，結(jié)合黃驊濱海雨養(yǎng)旱作區(qū)現(xiàn)狀，最適合該地區(qū)的耕作措施為深松40 cm后旋耕。

參考文獻：

[1] 王秀，趙四申，高清海，等.夏玉米免耕播種不同機械施肥方式的生態(tài)及經(jīng)濟效益分析[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2000，23（1）：85-87.

[2] 孫建利.過量使用化肥危害的思考[J].資源與環(huán)境科學，2010，16：278-279.

[3] 李旭，閆洪奎，曹敏建，等.不同耕作方式對土壤水分及玉米生長發(fā)育的影響[J].玉米科學，2009，17（6）：76-78，81.

[4] 張國合，常建智，李彥昌，等. 不同耕作方式對夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2013（11）：14-16.

[5] 付國占，李潮海，王俊忠，等.殘茬覆蓋與耕作方式對夏玉米葉片衰老代謝和籽粒產(chǎn)量的影響[J].西北植物學報， 2005， 25（1）：155-160.

[6] 付國占，李潮海，王俊忠，等.殘茬覆蓋與耕作方式對夏玉米光合產(chǎn)物生產(chǎn)與分配的影響[J].華北農(nóng)學報，2005（3）：62-66.

[7] 李少昆，王克如，馮聚凱，等.玉米秸稈還田與不同耕作方式下影響小麥出苗的因素[J].作物學報，2006，32（3）：463-465.

[8] 劉海忠，王保強，武玉華，等.小麥、夏玉米兩茬秸稈還田不同耕作方式施肥技術(shù)研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2004，27（3）：7-9.

[9] 許迪，Schmid R，Mermoud A.耕作方式對土壤水動態(tài)變化及夏玉米產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，1999，15（3）：101-106.

[10] 衛(wèi)曉軼，魏鋒，洪德峰，等.不同耕作方式對夏玉米灌漿及產(chǎn)量性狀的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2013（8）：21-23.

[11] 閆海麗，張淑香，嚴凱兵，等.冷涼地區(qū)不同耕作措施對土壤環(huán)境和作物生長發(fā)育的影響[J].中國土壤與肥料，2006（4）：16-19.

[12] 李永平，王孟本，史向遠，等.不同耕作方式對土壤理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2012（7）：723-727.

[13] 胡守林，張改生，鄭德明，等.不同耕作方式玉米地下部生長發(fā)育及土壤水分狀況的研究[J].水土保持研究，2006（4）：223-225.

[14] 王鴻斌，趙蘭坡.不同耕作制度對土壤滲透性和玉米生長的影響研究[J].水土保持學報，2005（6）：2 825-2 827.

[15] 劉淑梅，曲曉燕，張洪生，等.小麥、玉米輪作制度下耕作方式對夏玉米農(nóng)田土壤物理性狀的影響[J].華北農(nóng)學報，2013（6）：226-232.